近年來,海洋熱浪(Marine Heat Waves, MHWs)對全球海洋及其生態系統造成的衝擊日益加劇。在全球暖化持續升溫的背景下,這類極端事件不僅發生頻率增加,持續時間也愈來愈長。而暖化速度居全球之冠的北極地區,同樣無法倖免。然而,由於特殊的海冰與海洋環境條件,北極海洋熱浪與其他海域的熱浪現象存在根本性的差異。
由德國阿爾弗雷德・韋格納極地與海洋研究所(AWI)主導的一項最新研究,近日發表於《Communications Earth & Environment》期刊。研究團隊彙整過去數十年來北極海洋熱浪的發展趨勢,並分析目前科學界對其形成機制與驅動因素的最新認識。
海洋熱浪是指海水溫度連續至少五天異常偏高的極端事件。其形成原因可能包括強烈太陽輻射、暖空氣加熱海面,或海流輸送異常溫暖海水。研究主要作者、AWI氣候科學家Marylou Athanase表示,近幾十年來北極海洋熱浪的數量顯著增加,但相關研究仍相當有限。
她指出,雖然全球對海洋熱浪的研究近年快速成長,但北極地區仍缺乏針對其特徵、驅動因素、影響及相互關聯性的全面評估。然而,即使只是短暫升高零點幾度,對高度敏感的極地生態系統而言,都可能引發連鎖效應,甚至對全球氣候系統造成影響。
最新研究顯示,自1980年代以來,北極海洋熱浪的持續時間、強度與發生頻率均大幅增加。在極端事件期間,海表溫度最高可比季節平均值高出攝氏4度。其中,北極邊緣海域(Marginal Seas)已成為海洋熱浪熱點區域。研究發現,這些區域的海表熱浪每十年升溫幅度可達攝氏0.6度,其發生頻率約為全球平均值的兩倍。整個北極各海域每年平均發生1至3次海洋熱浪事件。
更值得關注的是,北極海洋熱浪持續時間的增長速度已超越全球其他海域。依區域不同,熱浪通常可持續10至40天不等。研究記錄到最長的一次事件發生於2016年的巴倫支海(Barents Sea),海面與海床溫度連續超過平均值約攝氏1度,持續時間超過480天,創下觀測紀錄。
研究指出,北極海洋熱浪受到一些中低緯度海域所沒有的特殊氣候機制影響,包括海冰存在與消影響海洋與大氣間的熱擾動,以及過往忽略的影響因子之一:原本儲存在北極陸地表面下方的海洋熱度向上輸送等因素。
Marylou Athanase表示,目前有兩項相互關聯的主要機制推動北極海洋熱浪增加:海洋長期暖化及
海冰持續減少;與其他海洋不同,北極海洋熱浪有時是由深層海水驅動。研究亦發現,雲量變化會影響海洋熱浪的形成與強度,但其作用機制與其他海域有所不同。
研究人員警告,隨著全球暖化持續加劇,氣候模式預測北極未來將成為全球海洋熱浪頻率與強度增幅最顯著的區域之一。然而,目前針對極地環境特性的研究仍相當不足。Marylou Athanase表示,本次研究有助於補足全球海洋熱浪研究拼圖中的「北極篇章」,尤其面對北極海域氣候變化比世界其他海洋都更加快速的時刻。
圖片、資料來源:Phys.org

